بهینه سازی تخریب نوری رنگ زای اسید بلو ۱۱۳ بر روی نانو کاتالیزور آنا تاز TiO۲ با استفاده از روش سطح پاسخ

زمینه و هدف:  در دهه­های گذشته، با توسعه روش­های تصفیه مناسب برای از بین بردن آلاینده­های مختلف، تلاش های بسیاری به منظور بهبود تصفیه پساب ها صورت گرفته است . بیشترین مطالعات در این زمینه بر روی فوتوکاتالیزورهای ناهمگن متمرکزشده است که اغلب از اکسیدهای نیمه هادی، مانند دی اکسید تیتانیوم (TiO۲) استفاده می­کنند. این روش مفید بر اساس تجزیه آلاینده طی یک واکنش شیمیایی بر روی سطح یک فوتوکاتالیزور است که با نوری با طول موج معین فعال شده است. کارآمدی در از بین بردن آلاینده­های آلی پایدار مانند رنگ­های آزو، پایداری نوری و بی اثری نسبت به محیط شیمیایی، از TiO۲ یک ماده مهم فوتوکاتالیزور ساخته است. در این مطالعه، تخریب نوری رنگ نساجی صنعتی اسید بلو ۱۱۳ (AB۱۱۳)، با استفاده از نانو ذرات آنا تاز TiO۲ و تابش اشعه ماوراءبنفش (UV-A)، در یک محیط ناهمگن آبی انجام شده است. مواد و روش­ها: فرایند فوتوکاتالیزوری به وسیله طیف سنجی UV–visible و مقادیر مختلف کاتالیزور (mg ۰/۶۰- ۰/۱۰)، شرایط pH (۸-۳) و زمان تماس (۳۰-۲ دقیقه) برای غلظت mg/L ۲۵ از رنگ موردنظر دنبال شد. روش سطح پاسخ بر اساس طراحی سه متغیر سه سطح Box-Behnken برای مطالعه و بهینه سازی فرایند فوتوکاتالیزوری استفاده شد. اثرات متقابل سه پارامتر عملیاتی ازجمله زمان تابش، pH و مقدار کاتالیزور در تخریب رنگ موردبررسی قرار گرفت. یافته­ها: بهره­وری حذف رنگ به دقت به وسیله یک معادله درجه دوم با R۲ برابر ۹۶۴۹/۰ مدل سازی شد. شرایط بهینه برای حذف رنگ در زمان ۷۸/۲۹ دقیقه، pH برابر ۵۶/۶ و مقدار کاتالیزگر ۰۰/۴۲ میلی­گرم در ۱۰۰ میلی لیتر از محلول به دست آمد. در این شرایط، ۳/۹۵٪ از رنگ حذف شد. نتیجه گیری: نتایج نشان داد که نانو ذرات آنا تاز TiO۲ فعالیت کاتالیزوری خوبی را در تخریب رنگ AB۱۱۳ تحت تابش UV نشان می­دهند. بنابراین، تخریب نوری رنگ با استفاده از نانو ذرات آنا تاز TiO۲ در شرایط بهینه، می­تواند به طور موثری برای تصفیه پساب­های صنعتی رنگی استفاده شود.

کلیدواژه ها:

Photocatalyst ، Dye degradation ، Anatase TiO۲ nanoparticles ، Acid blue ۱۱۳ ، Box-Behnken design ، فوتوکاتالیزور ، تخریب رنگ ، نانو ذرات آنا تاز TiO۲ ، اسید بلو ۱۱۳ ، طراحی Box-Behnken